PENGARUH TEMPERATUR, WAKTU OKSIDASI DAN KONSENTRASI ZrO2 TERHADAP DENSITAS, LUAS PERMUKAAN DAN RASIO O/U HASIL REDUKSI (U3O8+ZrO2)

Sari

ABSTRAK

PENGARUH TEMPERATUR, WAKTU OKSIDASI DAN KONSENTRASI ZrO₂ TERHADAP DENSITAS, LUAS PERMUKAAN DAN RASIO O/U HASIL REDUKSI (U₃O₈+ZrO₂). Telah dilakukan proses reduksi uranium oksida dan zirkonium oksida (U₃O₈+ZrO₂) dengan gas hidrogen pada temperatur 850 ^oC dan waktu 2 jam dalam sebuah tungku reduksi. Bahan tersebut diperoleh dari hasil oksidasi pelet (UO₂+ZrO₂) dengan konsentrasi ZrO₂ bervariasi dari  0 – 0,6% menjadi serbuk (U₃O₈+ZrO₂) pada temperatur 400 ^oC dan 500 ^oC dengan waktu 0,5 jam – 2 jam. Dari hasil oksidasi setiap parameter tersebut, bahan (U₃O₈+ZrO₂) dikenai proses reduksi hingga diperoleh kembali (UO₂+ZrO₂). Terhadap serbuk ini ditentukan densitas, luas permukaan dan rasio O/U. Hasil percobaan menunjukkan bahwa terjadi kenaikan densitas serbuk hasil reduksi yang berasal dari hasil oksidasi 400 ^oC dengan waktu 0,5 – 2 jam untuk konsentrasi ZrO₂ 0,4%. Densitas tertinggi yang diperoleh untuk oksidasi 400 ^oC dan waktu 2 jam adalah densitas nyata (apparent density) 1,9006 g/mL dan densitas ketuk (tap density) 2,2490 g/mL, sedangkan untuk oksidasi 500 ^oC selama 2 jam densitas nyata 2,6580 g/mL dan densitas ketuk 2,7150 g/mL. Luas permukaan serbuknya naik sampai waktu oksidasi 1 jam kemudian menurun. Harga luas permukaan terbesar adalah 4,571798 m²/g untuk kondisi proses oksidasi 400 ^oC dengan waktu 1 jam. Rasio O/U yang diperoleh masih lebih tinggi dari harga teoritisnya karena UO₂ bercampur dengan ZrO₂.

Kata Kunci : Konsentrasi ZrO₂ dalam pelet UO₂, densitas, luas permukaan, rasio O/U, proses

reduksi

ABSTRACT

INFLUENCE OF OXIDATION TEMPERATURE AND TIME AND ZrO₂ CONCENTRATION ON DENSITY, SURFACE AREA AND O/U RATIO OF (U₃O₈+ZrO₂) REDUCTION PRODUCT. Reduction process of uranium oxide and zirconium oxide (U₃O₈+ZrO₂) by hydrogen gas at temperature of 850 ^oC for 2 hours in a reduction furnace has been carried out. The material was obtained from oxidation product of (UO₂+ZrO₂) pellet became (U₃O₈+ZrO₂) powder at temperature of 400 ^oC and 500 ^oC for 0.5 – 2 hours with variation of ZrO₂ concentration from 0 – 0.6%. From the oxidation product of each parameter, the (U₃O₈+ZrO₂) was reduced to obtain (UO₂+ZrO₂) again. Density, surface area and O/U ratio were than determined. The experiments showed that density of the reduction product powder which obtained from oxidation product of 400 ^oC for 0.5 – 2 hours for ZrO₂ concentration of 0.4% augmented. The highest density for 400 ^oC and 2 hours are apparent density 1.9006 g/mL and tap density 2.2490 g/mL, while for 500 ^oC and 2 hours are apparent density 2.6580 g/mL and tap density 2.7150 g/mL. The surface area of the powder increased up to oxidation time 1 hour than decreased. The highest value of surface area is 4.571798 m²/g for oxidation process condition 400 ^oC and time 1 hour. The O/U ratio obtained is still higher than its theoritical value due to UO₂ that mix with ZrO₂.

Key words : ZrO₂ concentration in UO₂ pellet, density, surface area, O/U ratio, reduction process.